近日，北京市農林科學院資環所微塑料創新團隊在國際環境領域TOP期刊Journal of Hazardous Materials（IF=14.224，Q1）上發表了題為“Microplastics promoted cadmium accumulation in maize plants forbid improving active cadmium forbid amino acid synthesis ”的研究論文。
微塑料（MPs）和鎘（Cd）的復合污染會影響土壤生物區系的環境，并導致植物的生長發育及Cd的遷移轉化發生變化。聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）廣泛存在于農田系統。然而，在不同的土壤類型下，PS/PP與Cd的復合污染對土壤環境的潛在風險及Cd的遷移轉化過程還知之甚少。因此，該文系統研究了不同土壤（紅壤、褐土）類型下PS/PP和Cd耦合對玉米（Zea mays L.）生長特性、Cd生物有效性、根際土壤代謝組學特征以及細菌群落結構的影響。
研究結果表明，PS/PP-Cd對玉米生長的影響依賴于土壤類型。PS/PP-Cd的耦合促進玉米植株對Cd的累積。在紅壤中存在大粒徑依賴效應；在褐土中存在小粒徑依賴效應。這種差異主要是因為紅壤中大粒徑MPs顯著降低土壤pH，提高土壤EC值，從而提高活性Cd來促進Cd的累積；褐土中小粒徑MPs通過提高根際土壤代謝物中氨基酸的合成和分泌，從而促進根系對Cd的吸收；同時，微生物能夠通過影響與碳相關的功能細菌來提高Cd的生物有效性。本研究為MPs-Cd復合污染對土壤生態和農業生產的潛在影響提供了新的視角，未來應深入研究復合污染條件下根際代謝物的變化及其對Cd活性影響機制。
資環所在站博士后趙萌和質標所徐笠副研究員為論文的共同第一作者，資環所鄒國元研究員和陳延華高級農藝師為論文的共同通訊作者。該研究得到財政部和農業農村部：國家現代農業產業技術體系（CARS-02-23）、院科技創新能力建設專項（KJCX20220414、KJCX20210430）、新疆第三次科學考察項目（2022xjkk0901）的資助。
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130788
日期：2023-02-02
微塑料（MPs）和鎘（Cd）的復合污染會影響土壤生物區系的環境，并導致植物的生長發育及Cd的遷移轉化發生變化。聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）廣泛存在于農田系統。然而，在不同的土壤類型下，PS/PP與Cd的復合污染對土壤環境的潛在風險及Cd的遷移轉化過程還知之甚少。因此，該文系統研究了不同土壤（紅壤、褐土）類型下PS/PP和Cd耦合對玉米（Zea mays L.）生長特性、Cd生物有效性、根際土壤代謝組學特征以及細菌群落結構的影響。
研究結果表明，PS/PP-Cd對玉米生長的影響依賴于土壤類型。PS/PP-Cd的耦合促進玉米植株對Cd的累積。在紅壤中存在大粒徑依賴效應；在褐土中存在小粒徑依賴效應。這種差異主要是因為紅壤中大粒徑MPs顯著降低土壤pH，提高土壤EC值，從而提高活性Cd來促進Cd的累積；褐土中小粒徑MPs通過提高根際土壤代謝物中氨基酸的合成和分泌，從而促進根系對Cd的吸收；同時，微生物能夠通過影響與碳相關的功能細菌來提高Cd的生物有效性。本研究為MPs-Cd復合污染對土壤生態和農業生產的潛在影響提供了新的視角，未來應深入研究復合污染條件下根際代謝物的變化及其對Cd活性影響機制。
資環所在站博士后趙萌和質標所徐笠副研究員為論文的共同第一作者，資環所鄒國元研究員和陳延華高級農藝師為論文的共同通訊作者。該研究得到財政部和農業農村部：國家現代農業產業技術體系（CARS-02-23）、院科技創新能力建設專項（KJCX20220414、KJCX20210430）、新疆第三次科學考察項目（2022xjkk0901）的資助。
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https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130788
日期：2023-02-02
